(57)【要約】【課題】  配管系を介してＣＯを供給する際に発生するニッケルカルボニル（Ｎｉ(ＣＯ)4）の発生を低減する。【解決手段】  図１に示すように、通常のステンレス製調節弁を収納した密閉容器１内にＣＯを封入する。この状態を保持することにより、調節弁の弁箱内のＣＯに接触する部分の表面に析出しているＮｉがＣＯと反応してＮｉ(ＣＯ)4となり、これによってＮｉが減少する。上記暴露処理を所定時間行った後、再度ＣＯを封入し、所定の濃度以下になっていればＣＯ暴露処理を終了する。Ｎｉ(ＣＯ)4の濃度は、ＣＯを消費する設備により異なり、ＣＯの影響を強く受ける消費設備ほど低濃度にする必要があるが、一般には１０ｐｐｂ以下の濃度になっていれば大方問題ない。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常のステンレス製調節弁をＣＯ暴露処理したことを特徴とするＣＯ用調節弁。
【請求項２】
請求項１記載のＣＯ用調節弁を用いたことを特徴とする配管系。
【請求項３】
通常のステンレス製調節弁を収納した密閉空間内で、ＣＯ置換工程を繰り返すことを特徴とするＣＯ暴露処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一酸化炭素ガス（以下、「ＣＯ」と言う。）用の調節弁（以下、「ＣＯ調節弁」と言う。）に関する。ここで、「調節弁」とは、弁体内部に何らかの駆動部を有し、流体の圧力、流量等を制御できる弁、例えば減圧弁を意味する。
【背景技術】
【０００２】
半導体工場では、ＣＯを原料として各種処理を行っている。この場合、ＣＯは、ＣＯ容器から配管系を介してＣＯ消費設備に供される。配管系とは、配管と、該配管に取り付けた弁、フィルター、圧力センサー等の部品からなる全体を言う。そして、配管及び各種部品には、耐久性の点でステンレスが使われている。
【０００３】
この場合、配管系にニッケル系ガスケットを用いると、ガスケット中のニッケル（単に「Ｎｉ」と標記することもある。）がＣＯと反応して、半導体製造の際に汚染物質である、ニッケルカルボニル（以下、「Ｎｉ(ＣＯ)4」と表記する。）が生ずることが知られている。
【特許文献１】特開平９−６４０２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、配管系にはニッケル系ガスケットを用いないようにしているが、一部の配管系では、依然としてＮｉ(ＣＯ)4が発生するのである。この場合は、ＣＯパージを行なうしか方法がないが、ＣＯの使用量が莫大になる不都合があった。
そこで、本発明は配管系から生ずるＮｉ(ＣＯ)4を減量することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成する本発明のＣＯ用調節弁は、通常のステンレス製調節弁をＣＯ暴露処理したことを特徴とする。ここで、「通常のステンレス製調節弁」とは、素材としてステンレスを用いた調節弁であって、普通に市場に流通している調整弁を言う。この、通常のステンレス製調節弁は、パーティクルを嫌う場所に使用されるので、相応の清浄化処理は行われているが、それ以上の特別な処理は行われていない。また、「ＣＯ暴露処理」とは、通常のステンレス製調節弁を収納した密閉容器内にＣＯを封入して所定時間静置することを言う。
また、本発明の配管系は、前記ＣＯ暴露処理したＣＯ用調節弁を用いることを特徴とする。更に、本発明のＣＯ暴露処理方法は、通常のステンレス製調節弁を収納した密閉空間内で、ＣＯ置換工程を繰り返すことを特徴とする。ここで、ＣＯ置換工程とは、密閉容器内に封入したＣＯの排出工程、新鮮なＣＯの再封入工程、ＣＯ再封止工程、ＣＯ再排出工程の一連の工程を言う。
【発明の効果】
【０００６】
通常のステンレス製調節弁をＣＯ暴露処理すると、調節弁の接ガス部表面に析出しているＮｉがＣＯと反応してＮｉ(ＣＯ)4となって除去される。従って、ＣＯ暴露処理済みの調節弁からは殆んどＮｉ(ＣＯ)4が発生しない。従って、ＣＯ暴露処理済みの調節弁を用いた配管系では、ＣＯパージを省略することも可能で、例えＣＯパージを行うとしても、パージ時間を従来より大幅に短縮でき、ＣＯ使用量を大幅に低減できるので経済性が高い。なお、ＣＯ暴露処理を行っても、弁を構成するステンレスの内部にはＮｉが残留するが、この残留Ｎｉは配管内を通過するＣＯと反応しないか、反応しても極めて微量であって問題となるようなＮｉ(ＣＯ)4が発生することはない。なお、ステンレスの内部にＮｉが残留するので、ステンレス自体の強度も低下することはない。
【０００７】
本発明は、長時間のＣＯパージを行っても依然としてＮｉ(ＣＯ)4が検出されるのは、減圧弁、流量調節弁等の調節弁は、他の一般の弁に比べて遥かにＮｉ(ＣＯ)4が多量に形成されること、そして、調節弁では、接ガス部表面に析出しているＮｉがＮｉ(ＣＯ)4発生の原因であるとの知見に基づくものである。
調節弁でＮｉ(ＣＯ)4が多量に生ずる理由は明らかではないが、調節弁は弁体内部に駆動部を有するので、摺動に伴う金属同士の摩擦、接ガス部表面の電解研磨処理等が推測される。
ＣＯ暴露処理を実施するに当たっては、調節弁を収納した密閉空間にＣＯを封入して所定の時間静置する他、ＣＯ置換工程を導入して新鮮なＣＯに接触させることにより、より短時間で接ガス部表面のＮｉを除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施態様）
ＣＯ暴露処理は、例えば、図１に示すように、通常のステンレス製調節弁（弁は開いた状態にしておく）を収納した扉付き密閉容器１内に、供給弁２を介してＣＯ容器３を接続し、密閉容器１に連設する放出弁４を閉じた状態で、ＣＯ容器３内のＣＯを密閉容器１に供給して所定の圧力になったら供給弁２を閉じる。この状態を保持することにより、通常のステンレス製調節弁の弁箱内のＣＯに接触する部分（以下、この部分を「接ガス部」という。）の表面に析出しているＮｉがＣＯと反応してＮｉ(ＣＯ)4となり、これによって、接ガス部表面のＮｉが減少する。
上記暴露処理を所定時間行った後、放出弁４を開いて密閉容器１のＣＯを放出し、放出弁４を閉じてから供給弁２を開き、密閉容器１内にＣＯを所定の圧力に充填してから供給弁２を閉じる。この状態から所定時間後に密閉容器１のＮｉ(ＣＯ)4濃度を測定し、所定の濃度以下になっていればＣＯ暴露処理を終了する。この場合、Ｎｉ(ＣＯ)4の濃度は、ＣＯを消費する設備により異なり、ＣＯの影響を強く受ける消費設備ほど低濃度にする必要があるが、一般には１０ｐｐｂ以下の濃度になっていれば大方問題ない。
上記の説明において、暴露するＣＯの温度は特に制限がなく、例えば室温程度で良い。一方、ＣＯの圧力は、圧力が高いほどＮｉがＣＯと反応し除去されるので暴露時間を短くして良い。また、ＣＯの濃度は、純度が高いほど良いが、９９．９％以上であれば十分である。
【０００９】
（実験例１）
一般に使用される、２社（メーカ１、メーカー２）のステンレス製減圧弁を用いて暴露処理を行った。暴露方法は前記実施態様と同一とした。ＣＯ封止後、９０時間ごとにＮｉ(ＣＯ)4の濃度を測定し、測定後ＣＯ置換を行った。この結果を図２に示す。なお、ＣＯ置換自体は数分で可能なので、ＣＯ置換の時間も含めてある。
メーカー１、２とも、ＣＯの暴露処理の段階に従ってＮｉ(ＣＯ)4濃度が低下した。メーカー１の減圧弁では、９回目のＣＯ置換後の９０時間経過したときの後の濃度（最初からだと９００時間後）の後の濃度は１０ｐｐｂであった。一方、メーカー２の減圧弁では、３回目のＣＯ置換後（３６０時間後）で１０ｐｐｂ以下となった。
【００１０】
（実験例２）
ＣＯ置換を行わずに、暴露開始から３６０時間後のＮｉ(ＣＯ)4濃度を測定した結果、メーカー１の減圧弁では２６００００ｐｐｂ、メーカー２の減圧弁では７８００ｐｐｂであった。また、ＣＯ置換なしで９００時間後の場合は、メーカー１の減圧弁では２８００００ｐｐｂ、メーカー２の減圧弁では８２００ｐｐｂであった。このことから、ＣＯ置換を行うことがＮｉ除去に極めて効果的であることがわかる。
【００１１】
（実験例３）
実際のＣＯ供給設備の実験例として、シリンダーキャビネットでの例を示す。
図３は、ＣＯ容器と配管系とを備えたシリンダーキャビネットにおける配管系の一例で、分り易くするため、一直線状に展開して示したものである。配管系の端部は、ＣＯ消費設備と配管だけで接続される。
図において、１１はＣＯ容器、１２はＣＯ容器１１の容器弁、１３は三方弁、１４は高圧用圧力センサー、１５は高圧用フィルター、１６は高圧側三方弁、１７はＣＯ供給用開閉弁、１８は減圧弁、１９は低圧用圧力センサー、２０は低圧用三方弁、２１は低圧用フィルター、２２は切替弁である。
また、図中、Ａは、容器弁１２の二次側とＣＯ供給用開閉弁１７の一次側との間の配管部分、Ｂは、ＣＯ供給用開閉弁１７の二次側と減圧弁１８の一次側との間の配管部分、Ｃは、減圧弁１８の二次側と切替弁２２の一次側との配管部分である。
この配管系において、切替弁２２を閉じ、これ以外の弁を全て開けてＡ、Ｂの配管部分を８．５MＰに、Ｃの配管部分を０．３MＰに充圧してから容器弁１２を閉め、その後、ＣＯ供給用開閉弁１７、減圧弁１８を閉じて、Ａ〜Ｃの配管部分におけるＮｉ(ＣＯ)4濃度を測定した。この結果を図４の表１に示す。
最初にＣＯを充圧してから９０時間後、９００時間後の濃度は表のとおりであり、Ｂの配管部分が他の配管部分に比べてＮｉ(ＣＯ)4濃度が極めて高いことが分る。
【００１２】
次に、減圧弁を実施態様に従って９００時間ＣＯ暴露処理したものを用いて同様な実験を行った。この結果は図４の表２に示す通りで、Ｂの配管部分のＮｉ(ＣＯ)4濃度が急減していることが分る。また、前記のように９００時間のＣＯ暴露を行うと、９０時間でも９００時間でも濃度変化が極めて低く、長期に使用しても問題ないことが分る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のＣＯ暴露方法の説明図である。
【図２】本発明のＣＯ暴露方法を行ったときの実験結果（実験例１）を示す図である。
【図３】本発明のシリンダーキャビネット内配管系への適用例（実験例３）を示す図である。
【図４】実験例３の結果を示す表である。
【符号の説明】
【００１４】
１・・・密閉容器（密閉空間）
２・・・ＣＯ供給弁
３・・・ＣＯ容器
４・・・ＣＯ排出弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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